» » Неорганические цинксиликатные покрытия
10.02.2017

Когда в качестве связующего применяют жидкое стекло (силикаты натрия, калия, лития), то говорят о неорганических цинксиликатных покрытиях.
Неорганические цинксиликатные покрытия обладают высокой адгезионной прочностью, твердостью, теплостойкостью (до 500°C), стойкостью к растворителям и маслам. Такие покрытия технологичны, имеют низкую стоимость, для их нанесения используют недефицитные связующие. Благодаря электрической проводимости неорганические цинксиликатные покрытия обладают протектирующей способностью. Подробно свойства цинксиликатных покрытий рассмотрены В.А. Орловым.
Широкое распространение в качестве связующего в цинксиликатных покрытиях получили органические производные кремневой кислоты (этилснликаты). Цинкнаполненные покрытия на основе этилсиликатного связующего по сравнению с покрытиями на жидком стекле имеют небольшой период сушки, более высокую защитную способность. Их можно наносить, используя безвоздушный метод распыления. Существенным недостатком покрытии с этилсиликатным связующим является их возгораемость в период нанесения в связи с использованием в качестве растворителей ацетона, этилового или изопропилового спирта.
Цинковый порошок является второй основной составляющей цинкнаполненных покрытий. Содержание его в композиции составляет не менее 75 % (по массе) для покрытий на неорганической основе и 85—90 % — на органической. Это обусловлено тем, что электрическая проводимость органических связующих обычно ниже, чем у неорганических.
Свойства цинкнаполненных покрытий во многом определяются природой связующего (его адгезией и электрической проводимостью), отношением связующего к цинковому порошку, толщиной покрытия, химическим и гранулометрическим составом цинкового порошка, а также формой его частиц. Особенно большое значение химический состав порошков имеет для цинкнаполненных покрытий на органической основе, так как этим определяются их электрохимические свойства. В табл. 20 приведен химический и гранулометрический состав цинковых порошков, выпускаемых в нашей стране. В основном их используют в цветной металлургии для извлечения металлов из руд.
В последнее время для цинкорганических покрытий применяют легированный алюминием цинковый порошок или смесь цинкового порошка со свинцовым суриком.
Следует отметить, что механизм влияния химического состава цинковых порошков на свойства цинкнаполненных покрытий изучен мало, поэтому на практике вопросы о применении цинкового порошка того или иного состава в каждом отдельном случае должны решаться с учетом вида связующего и подложки, коррозионной среды, условии эксплуатации и других факторов.
Прежде чем рассматривать влияние гранулометрического состава цинкового порошка и формы его частиц на свойства цинкнаполненных покрытий кратко ознакомимся с методами получения цинковых порошков.
Порошки пинка обычно получают дистилляционным методом или распылением жидкого цинка струей газа или сжатого воздуха. Первый метод более распространен и позволяет получать очень мелкие цинковые порошки с частицами сферической формы (например, частицы цинкового порошка марки А имеют размер до 1 мкм, марки Б — до 5 мкм). Однако дистилляционным методом нельзя получать порошки постоянного химического состава, а также легированные порошки с заданными электрохимическими свойствами.
Неорганические цинксиликатные покрытия

Химический состав цинковых порошков, получаемых распылением жидкого цинка, постоянен и зависит лишь от состава расплава. Этим методом можно получать и легированные порошки с заданными электрохимическими свойствами. Технология включает приготовление расплава Цинка заданного химического состава, его распыление и классификацию полученного порошка по дисперсности путем аэросепарации.
В табл. 21 приведен химический состав цинковых порошков, полученных методом распыления.
Порошки имеют различные электрохимические свойства. Порошки ПЦ-А (активированные) легированы алюминием, ПЦ-П (пассивированные) содержат добавку железа и повышенное количество свинца. Порошки ПЦ-С не содержат легирующих добавок, их изготавливают из цинка марки Ц0 и они имеют среднюю электрохимическую активность.
Частицы цинкового порошка, полученного распылением, имеют чешуйчатую форму. При такой форме частиц значительно увеличивается отношение поверхности частиц к их объему, что уменьшает седиментацию порошка в композиции. Цинкнаполненные покрытия с частицами цинка чешуйчатой формы, более пластичны, обладают хорошей укрывистостью и усиленной электрохимической защитой за счет более развитой поверхности пигмента. Чешуйчатая форма частиц позволяет уменьшить содержание порошка в покрытии без снижения его защитных свойств.
Иногда для приготовления цинкнаполиенных покрытий используют смесь порошков с частицами цинка чешуйчатой и сферической формы. Такие покрытия не только обладают хорошей кроющей способностью, гладкостью, устойчивостью к седиментации, но и надежно защищают стальные изделия от коррозии.
Различают три основных вида использования цинкового порошка в качестве наполнителя покрытий: при окрашивании, при нанесении грунтовочного слоя, в процессе непрерывного нанесения покрытия на стальную полосу. Нанесение цинкнаполненных покрытий осуществляют обычными техническими приемами — разбрызгиванием сжатым воздухом, накаткой роликом, окунанием.
Такие покрытия применяют прежде всего для защиты газовых резервуаров, мостовых конструкций, буровых вышек, в строительстве трубопроводов, при ремонтных работах и т. п.
Широкое применение цинкнаполненные покрытия нашли в качестве грунтовок. При этом такие покрытия могут выполнять роль межоперационных грунтов для противокоррозионной защиты проката или подслоя для последующего нанесения лакокрасочных покрытий. Во втором случае цинкнаполненное покрытие входит в состав комбинированной системы противокоррозионной защиты, где выполняет роль подслоя с электрохимическим защитным эффектом.
Для приготовления цинкнаполненных покрытий для грунтовки проката необходимо использовать мелкие цинковые порошки с размером частиц 5—10 мкм. Толщина грунта должна быть не более 20 мкм, что обусловлено санитарными нормами на количество выделяющихся паров цинка при резке и сварке загрунтованного металла.
По данным хорошо зарекомендовала себя межоперационная цинксиликатная грунтовка Силикацинк-01 (расход грунтовки 130 г/м2), которая превосходит по защитной способности полимерные межоперационные грунтовки.
Следует отметить, что если цинкнаполненные покрытия используют в качестве грунта-подслоя, на который предполагается нанести органическое защитно-декоративное покрытие, то содержание цинка в грунте может быть уменьшено до 60 %.